химические источники тока

хими́ческие источники тока

Устройства, вырабатывающие электрический ток за счёт энергии окислительно-восстановительных реакций химических реагентов. Химические источники тока обычно подразделяют на первичные, вторичные и резервные, а также электрохимические генераторы (топливные элементы).

В первичных источниках тока (гальванические элементы и батареи) энергия химических реакций используется однократно; в некоторых гальванических элементах возможно повторное кратковременное использование энергии реагентов после электрической подзарядки. ЭДС первичных элементов 1.2–1.5 В. Чтобы получить требуемое напряжение или ток в электрической цепи, питаемой гальваническими элементами, их объединяют в группы, соединяя параллельно (для увеличения силы тока), последовательно (увеличение ЭДС) или комбинационно (для увеличения и тока, и напряжения). Таким образом создают батареи первичных элементов с ЭДС до нескольких сотен вольт и силой тока до нескольких ампер.

К вторичным источникам тока относят аккумуляторы электрические и аккумуляторные батареи. В отличие от гальванических элементов, они допускают многократное использование энергии химических реагентов. Их действие обратимо: аккумулятор, подключённый к источнику электрического тока, заряжается, т. е. является потребителем электроэнергии; после зарядки, будучи подключён к внешней цепи, он разряжается, т. е. сам становится источником тока. Аккумуляторы допускают сотни и тысячи циклов «заряд – разряд». После разрядки аккумулятор не надо менять на новый (в этом его преимущество перед гальваническим элементом), но для восстановления работоспособности ему необходим внешний источник электроэнергии (потому он и называется вторичным источником тока). ЭДС аккумуляторов 1.0–1.5 В. Чтобы повысить ЭДС и силу тока при разряде, аккумуляторы объединяют в батареи.

Резервные источники тока, как и гальванические элементы, допускают только однократное использование. Отличительная особенность резервных источников тока в том, что при хранении их электролит не соприкасается с электродами, а следовательно, нет окислительно-восстановительных химических реакций. В неработающем состоянии жидкий электролит хранится в стеклянных, пластмассовых или металлических ампулах, а твёрдый – в межэлектродных зазорах. При подключении к нагрузке ампулы разрушают сжатым воздухом либо взрывом, а кристаллы твёрдого электролита расплавляют, напр., электрическим током или пиротехническим способом. Срок хранения резервных источников тока до 10–15 лет. Применяются для питания электрических приборов, которые долгое время хранятся в резерве, но могут понадобиться в любой момент.

Топливные элементы способны длительное время генерировать электрический ток, пока к ним будут поступать жидкие или газообразные химические реагенты для продолжения окислительно-восстановительных реакций.